电容器与电容、带电粒子在电场中的运动
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平行板电容器的动态分析问题 平行板电容器是最常见的一种电容器，其结构可以发生变化，因此电容也跟着随之变化。当我们改变电容器的某个结构时，电容器的电容也随之变化。从而导致电容器中间的电场强度也会发生变化。这就引出一种问题，电容器的动态分析问题。 电容器的动态分析问题总体上来说大概分为两类：电压不变的问题和电荷量不变的问题。一般情况下，题目中的说法是：电压不变（电容器始终接在电源上）电荷量不变（电容器充电完成后，断开电源） 如果根据问题的难度再细分： 层次1：仅仅分析电容和电荷量（电压）的变化 层次2：分析电容和电荷量（电压）的变化，再加上电场强度的变化，而电场强度的变化有两个方法进行比较（U不变的问题中：E=U/d，Q不变的问题中，Q与E成正比(前提是S 不变)） 层次3：E的变化会导致容器中某点电势的变化（或者电荷在某点电势能的变化） 层次4：E的变化会导致容器中液滴所受电场力的变化，进而会产生加速度，根据牛顿第二定律计算加速度；或者容器中国液滴的平衡状态发生变化，从而分析细线角度的变化。【此题问题本质上只重在分析电场强度的变化问题，因为所需要分析的是力的问题】 动态分析问题的处理方法： 1.先分析清楚题目给出的是U不变还是Q不变的类型 2.找出题目中发生变化的参量，然后分析C的变化（注意正反比关系），Q的变化（U的变 化）Q的变化会产生瞬间的充电和放电电流（会判断电流方向） 3.再分析E的变化 4.如果是平衡问题或者动力学问题需要进行受力分析，写平衡方程或者牛顿第二定律。 典型例题剖析 例1：★★【2016 新课标I】一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器（） A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大
考点24 电容器和电容量 【考点知识方法解读】 1.两个彼此绝缘且又相互靠近的导体都可视为电容器。电容量是描述电容器容纳电荷本领的物理量。物理学中用电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 的比值定义为该电容器的电容量，即C=Q/U 。电容量由电容器本身的几何尺寸和介质特性决定，与电容器是否带电、带电量多少、极板间电势差大小无关。 2.动态含电容器电路的分析方法： ①确定不变量。若电容器与电源相连，电容器两极板之间的电势差U 不变；若电容器充电后与电源断开，则电容器两极板带电荷量Q 不变。 ②用平行板电容器的决定式C= 4S kd επ分析电容器的电容变化。若正对面积S 增大，电容量增大；若两极板之间的距离d 增大， 电容量减小；若插入介电常数ε较大的电介质，电容量增大。 ③用电容量定义式C=Q/U 分析电容器所带电荷量变化（电势差U 不变），或电容器两极板之间的电势差变化（电荷量Q 不变）。 ④用电荷量与电场强度的关系及其相关知识分析电场强度的变化。若电容器正对面积不变，带电荷量不变，两极板之间的距离d 变化，两极板之间的电场强度不变；若两极板之间的电势差不变，若两极板之间的距离d 变化，由E=U/d 可分析两极板之间的电场强度的变化。 【最新三年高考物理精选解析】 1.（2012·新课标理综）如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子 A ．.所受重力与电场力平衡 B ．.电势能逐渐增加 C ．.动能逐渐增加 D ．.做匀变速直线运动 2.（2012·江苏物理）一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容量C 和两极板间的电势差U 的变化情况是 A ．C 和U 均增大 B ． C 增大，U 减小 C ．C 减小，U 增大 D ．C 和U 均减小 3：（2011天津理综第5题）板间距为d 的平行板板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为U 1，板间场强为 E 1现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为d/2，其他条件不变，这时两极板间电势差U 2，板间场强为E 2，下列说法正确的是 A. U 2=U 1，E 2=E 1 B. U 2=2U 1，E 2=4E 1 C. U 2=U 1，E 2=2E 1 D. U 2=2U 1，E 2=2E 1 4．（2010·北京理综）．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如题1图）。设两极板正对面积为S ，极板间的距离为ｄ，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若 A. 保持S 不变，增大d ，则θ 变大 B. 保持S 不变，增大d ，则θ 变小 C. 保持d 不变，增大S ，则θ 变小 D. 保持d 不变，增大S ，则θ 不变 5．(2010·重庆理综)某电容式话筒的原理示意图如题3图所示，E 为电源，R 为电阻，薄片P 和Q 为两金属基板。对着话筒说话时，P 振动而Q 可视为不动。在P 、Q 间距增大过程中， A ．P 、Q 构成的电容器的电容增大 B ．P 上电荷量保持不变 C ．M 点的电势比N 点的低 D ．M 点的电势比N 点的高 6．（2010·安徽理综）如题6图所示，M 、N 是平行板电容器的两个极板，R 0为定值电阻，R 1、R 2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S ，小球静止时受到悬线的拉力为F 。调节R 1、R 2，关于F 的大小判断正确的是 A ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变大 B ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变小 C ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变大 D ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变小 7. （2012·浙江理综）为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电 容器C 置于储罐中,电容器可通过开关S 与线圈L 或电源相连，如图所示。当开关从a 拨到b 时，由L 与C 构成的回路中产生的周期T=2πLC 的振荡电流。当罐中液面上升时（ ） A. 电容器的电容减小 B. 电容器的电容增大z x x k C. LC 回路的振荡频率减小 D. LC 回路的振荡频率增大 8. （2012·海南物理）将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d 、U 、E 和Q 表示。下列说法正确的是 A ．保持U 不变，将d 变为原来的两倍，则E 变为原来的一半 B ．保持E 不变，将d 变为原来的一半，则U 变为原来的两倍 C ．保持d 不变，将Q 变为原来的两倍，则U 变为原来的一半 D ．保持d 不变，将Q 变为原来的一半，则 E 变为原来的一半 9.（2012·全国理综）如图，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O 点。先给电容器缓慢充电，使两级板所带电荷量分别为﹢Q 和﹣Q ，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6。再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。 电容和电容器·知识点精解 1．电容的定义 E S R 0 R 1 R 2 M N
第12课时 电容器 电容 一、知识内容： 1、电容器： ① 电容器：任何两个相互靠近而又彼此绝缘的导体组成电容器。 ② 电容器的作用：是用来储存电荷。使电容器带电量增加的过 程是充电过程（如图双向开关接A ），使电容器带电量减少的 过程是放电过程（图中双向开关接B ）。 ③ 电容器的电量：两极带等量的异种电荷，每个极板所带电量 的绝对值-----电容器电量。 2、电 容： ① 定义：电容器的带电量与两极间电势差的比值。 ② 定义式： U Q C = 单位：法拉，（F 、 F μ、pF 、） ③ 意义：表示电容器容纳电荷本领大小，大小由电容器的结构决定的，与电容器是否带 电、带多少电荷、以及电势差大小无关。 ④ 计算式：U Q U Q C ??==。 3、平行板电容器：kd S C r πε4=； （1）公式kd S C r πε4=是平行板电容器的决定式，只适用于平行 板电容器． （2）平行板电容器内部是匀强电场E=U/d ． （3）电容器的电势差的测量：静电计（如右图） 静电计是可用来测量电势差的仪器，使用时将它的金属球与电容器一极板相 连，外壳与另一极板相连，从指针偏角便可比较电容器两极板间的电势差，指针 偏角越大，电势差越大．（静电计不能用伏特表代替） （4）电容器的d 、s 、r ε变化 → 电容器的Q 、U 、C 、E 的变化： A 、确定不变量。当电容器与电源线连接时两板间电势差保持不变；当电容器 带电后与电路断开时电容器的带电量保持不变． B 、用决定式kd S C r πε4= 分析平行 板电容器的电容的变化；C 、用定义式U Q C = 分析电容器所带电荷量或两极板间电 压的变化； D 、用d U E =分析电容器间场强的变化。 二、应用举例： 【例1】如图，A 、B 为水平放置的平行板电容器，正对面积为S ，板间距离为d ，电容为C ， 两板间有一个质量为m 带电粒子，静止于P 点，电源电动势为U ，讨论下述问题： ⑴ 带电粒子的带电量。 ⑵ 极板靠近过程中，粒子如何运动，微安表中有无电流流过。 ⑶ 将A 、B 板错开一些，粒子如何运动，微安表中有无电流流过。 ⑷ 在A 、B 板间插入一个金属框，且P 点在金属框内，粒子如何运动，微安表中有无电 流流过。 ⑸ 在A 、P 间插入一个金属框，粒子如何运动，微安表中有无电流流过。 + + + --- B A
高二物理电容器和电容复习题（附答案） 高中物理与九年义务教育物理或者科学课程相衔接，主旨在于进一步提高同学们的科学素养，与实际生活联系紧密，研究的重点是力学。小编准备了高二物理电容器和电容复习题，希望你喜欢。 一、选择题 1.关于电容的说法中正确的是( ) A. 由C=Q/U可知.电容器的电容与它的带电量、两板间电压有关. B. 电容器带电量多，说明它容纳电荷的本领大. C.由Q=CU可知，当U增大时.Q可以无限增大. D. 两个相互靠近彼此绝缘的人，虽然不带电，但它们之间有电容. 2.对于一个电容器，下列说法正确的是( ) A. 电容器两板间电压越大，电容越大. B. 电容器两板间电压减小到原来的一半，它的电容就增加到原来的2倍. C. 电容器所带电量增加1倍，两板间电压也增加1倍. D. 平行板电容器电容大小与两板正对面积、两板间距离及两板间电介质的相对介电常数有关 3.将可变电容器动片旋出一些( ) A. 电容器的电容增大. B. 电容器的电容减小. C. 电容群的电容不变. D. 以上说法都有可能. 4.平行板电容器两极板与静电计金属球和外壳分别连接，对电容器充电，使静电计指针张开某一角度，撤去电源后以下说法正确的是 ( ) A. 增大两板间距离，静电计指针张开角度变大. B. 减少两板间距离，静电计指针张开角度变大. C. 将两板平行错开一些，静电计指针张开角度变大. D. 将某电介质插入两板间，静电计指针张开角度将变大. 5.如图17-1所示，一平行板电容器两板间有匀强电场.其中有一个带电液滴处于静止状态，当发生下列哪些变化时，液滴将向上运动? ( ) A.将电容器下极板稍稍下移.
高中物理电容和电容器知识例解 1．电容的定义 (1)电容器 ①作用：电容器是电气设备中常用的一种重要元件，可以用来容纳电荷。 ②构成：两金属板间夹上一层绝缘物质(电介质)就是一个最简单的电容器。两个金属板就是电容器的两个电极。 ③充电与放电：使电容器带电叫充电；使充电后的电容器失去电荷叫放电。 ④电容器所带电量：电容器的一个极板上所带电量的绝对值。 ⑤击穿电压与额定电压：加在电容器两极上的电压如果超过某一极限，电介质将被击穿从而损坏电容器，这个极限电压叫击穿电压；电容器长期工作所能承受的电压叫做额定电压，它比击穿电压要低。 (2)电容的定义 电容器所带电量与两板间电势差之比叫电容。定义式为 ①单位：在国际单位制中，电容单位是法(F)。常用单位有：微法(μF)和皮法(pF)。它们的换算关系是 1F=106uF=1012pF ②物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。 2．平行板电容器电容的决定因素 平行板电容器的电容，跟介电常量ε成正比，跟正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比。用公式表达为
下面表中为几种电介质的介电常量的值。 3．常用电容器 常用的电容器可分为固定电容器和可变电容器。 (1)固定电容器 固定电容器的电容是固定不变的，常用的有纸质电容器及电解电容器。
①纸质电容器：在两层锡箔或铅箔中间夹以在石蜡中浸过的纸，一起卷成圆柱体而制成的电容器(图1-49(a))。 ②电解电容器：这种电容器是用铝箔作阳极，用铝箔上很薄的一层氧化膜作电介质，用浸渍过电解液的纸作阴极制成的(图1-49(b))。由于氧化膜很薄，这种电容器的电容较大。电解电容器的极性是固定的，使用时正负极不能接错，不能接交流电。 (2)可变电容器 ①特点：电容可以改变。 ②构成：由两组铝片组成(图1-49(c))，固定的一组铝片叫定片，可以转动的一组铝片叫动片。使用时可以转动动片使两组铝片正对面积发生变化从而改变电容的大小。 (3)电路中常用的几种电容器的符号如图1-49(d)所示。 【例1】图1-50中平行放置的金属板A、B组成一只平行板电容器。在不断开电键K时，①使A板向上平移拉开一些；②使A板向右平移错开一些；③往A、B间充入介电常量ε＞1的电介质。试讨论电容器两板电势差U、电量Q、板间场强E的变化情况。若断开电键K，情况又如何？ 【分析思路】解决本题的关键在于明确电容器所涉及的不变量。不断开电键时，意味着电容器两板间的电压U保持不变；断开电键后，意味着电容器所带电量是不变的。明确以上两点，即可再根据电容的定义式及平行板电容器电容的决定因素来讨论本题。
1．滤波电容，去耦电容，旁路电容 2．电容特性 3．电容滤波电路 关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用（转） 2007-07-28 11:10 滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。 去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。 旁路电容用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过。 1.关于去耦电容蓄能作用的理解 1）去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰，干扰的进入方式是通过电磁辐射。而实际上，芯片附近的电容还有蓄能的作用，这是第二位的。你可以把总电源看作密云水库，我们大楼内的家家户户都需要供水，这时候，水不是直接来自于水库，那样距离太远了，等水过来，我们已经渴的不行了。实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。如果微观来看，高频器件在工作的时候，其电流是不连续的，而且频率很高，而器件VCC到总电源有一段距离，即便距离不长，在频率很高的情况下，阻抗Z＝i*wL+R，线路的电感影响也会非常大，会导致器件在需要电流的时候，不能被及时供给。而去耦电容可以弥补此不足。这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一（在vcc引脚上通常并联一个去藕电容，这样交流分量就从这个电容接地。）。 2）有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。 2.旁路电容和去耦电容的区别 去耦：去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。去耦电容还可以为器件供局部化的DC电压源，它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。 旁路：从组件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分，另外还可以提供基带滤波功能（带宽受限）。 我们经常可以看到，在电源和地之间连接着去耦电容，它有三个方面的作用：一是作为本集成电路的蓄能电容；二是滤除该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路；三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。 在电子电路中，去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用，电容所处的位置不同，称呼就不一样了。对于同一个电路来说，旁路（bypass）电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除，而去耦（decoupling）电容也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象。
平行板电容器的动态分析问题 一、涉及概念： 1、充电、放电。 2、电容U Q C = （表示电容器容纳电荷本领的物理量） 单位：法拉；简称：法，符号F 。F F μ6101= , F F p 1019= 3、平行板电容器电容kd S C πξ4r = （决定式） 二、平行板电容器的两类动态分析 （一）电荷量Q 不变；（电容器充电后与电源断开，Q 不变） 分析步骤：1、确定Q 不变后，寻找变量； 2、利用决定式kd S C πξ4r = ，定义式U Q C =去确定其他物理量的变化； 3、需要分析电场时，利用d U E = 确定电场强度的变化； （二）电压U 不变；（电容器保持与电源连接，U 不变） 分析步骤：1、确定U 不变后，寻找变量； 2、利用决定式kd S C πξ4r = ，定义式U Q C =去确定其他物理量的变化； 3、需要分析电场时，利用d U E =确定电场强度的变化； 三、两类动态变化问题的比较：
四、例题讲解 例1、如图所示，水平放置的平行金属板（电容为C）与电源相连，板间距离为d，当开关K闭合时，板间有一质量为m、电量为q的微粒恰好处于静止状态，求： ①该微粒的电性。 ②此时平行板电容器内空间电场强度的大小。 ③此时平行板电容器两极板的电势差为多少。 ④此时平行板电容器两极板的电荷量为多少。 举一反三： 1、如图所示，水平放置的平行金属板（电容为C）与电源相连，板间距离为d，当开关K闭合时，板间有一质量为m的微粒恰好处于静止状态，求： ①判断该微粒的电性。 ②此时平行板电容器内空间电场强度的大小。 ③该微粒的电荷量为多少。 ④此时电容器金属板电荷量为多少。
高一物理选修3-1电容器练习题 一．选择题（共23小题） 1．下列说法正确的是（） A．点电荷一定是电量很小的电荷 B．电场线是假想曲线，实际不存在 C．电场强度的方向就是电荷所受电场力的方向 D．根据C=可知，电容器的电容C与电量Q成正比、与电压U成反比 2．如图，一带电油滴在平行板电容器之间恰能处于静止状态，下列说法正确的是（） A．保持开关S闭合，适当上移P极板，油滴向上移动 B．保持开关S闭合，适当左移P极板，油滴向上移动 C．先断开开关S，再适当上移P极板，油滴仍静止 D．先断开开关S，再适当左移P极板，油滴仍静止 3．据国外某媒体报道，一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电，某同学在登山时就用这种超级电容器给手机充电，下列说法正确的是（） A．电容器的电容大小取决于电容器的带电量 B．电容器的电容大小取决于两极板间的电势差 C．电容器给手机充电时，电容器存储的电能变小 D．电容器给手机充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零 4．超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置．它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等特点．如图为一款超级电容器，其标有“3V，3000F”，则可知（） A．电压为0时，该电容器的电容为0 B．电压为2V时，该电容器的电容为2000F C．该电容器正常工作时的电荷量为9000C D．该电容器正常工作时的电荷量为1000C 5．超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置，它不同于传统的化学电源，是一种介于传统
电容器与电池之间、具有特殊性能的电容器．如图为﹣款标有“2.7V，3000 F”的超级电容器，据此可知该款电容器（） A．放电时电容不变 B．充电时电能减少 C．在2.7 V电压下才能工作 D．两极所加电压为2.7 V时，电容才达到3000 F 6．如图所示是一个常用的电容器，关于它的说法中正确的是（） A．电容器可以储存电荷，且带电量越多电容越大 B．加在这个电容器两端的电压低于50V时它就不能工作 C．加在这个电容器两端的电压为25V时，它的电容是110PF D．这个电容器两端电压变化10V，它的带电量变化2.2×10﹣3C 7．关于电容器及其电容的叙述，正确的是（） A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关 B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 D．以上说法都不对 8．电容器的电容单位不正确的是（） A．法拉B．微法C．焦耳D．皮法 9．电容器是一种重要的电学元件；某电容器的电容为C，两极板加电压为U时，电容器所带的电荷量为Q，现将电压U减小，则（） A．C不变B．C减小C．Q不变D．Q增大 10．有关电容的单位及说法正确的是（） A．电容的单位是库仑 B．电容的国际单位是法拉 C．电容是描述电荷多少的物理量 D．两极板上电荷为零时电容为零 11．以下说法正确的是（）
高中物理学习材料 （鼎尚**整理制作） 五、带电粒子在平行板电容器极板间的运动 带电粒子在平行板电容器极板间的运动主要考查的内容 主标题：带电粒子在平行板电容器极板间的运动 副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。 关键词：带电粒子、电容器 难度：3 重要程度：5 内容： 考点剖析： 带电粒子在平行板电容器极板间的运动和静止问题是高考经常考的问题，这类问题一般给出一个带电粒子（或油滴、小球等）在平行板电容器极板间的运动和静止，要求考生求有关物理量、判断某些物理量的变化情况、大小比较关系等。 在分析这类问题时应当注意： 1.平行板电容器在直流电路中是断路，它两板间的电压与它相并联的用电器（或支路）的电压相同。 2.如将电容器与电源相接、开关闭合时，改变两板距离或两板正对面积时，两板电压不变，极板的带电量发生变化。如开关断开后，再改变两极板距离或两极板正对面积时，两极带电量不变，电压将相应改变。 3.平行板电容器内是匀强电场，可由d U E 求两板间的电场强度，从而进—步讨论两极板间电荷的平衡和运动。 典型例题 例1．（2013·全国）一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d ，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔
正上方d/2处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上平移d/3，则从P点开始下落的相同粒子将（） A.打到下极板上 B.在下极板处返回 C.在距上极板处返回 D.在距上极板2d/5处返回 【解析】D.根据题述，粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器后电场力做负功。设粒子带电量为q，电池两极之间的电压为U，由动能定理，mg(d+d/2)-qU=0。若将下极板向上平移d/3，一定不能打在下极板上。设粒子在距上极板nd处返回，则电场力做功为-3qnU/2，由动能定理，mg(nd+d/2)- 3qnU/2=0。解得n=2/5，即粒子将在距上极板2d/5处返回，选项D正确。 例2．(2014·天津卷) 同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用，其基本原理简化为如图所示的模型。M、N为两块中心开有小孔的平行金属板。质量为m、电荷量为＋q的粒子A(不计重力)从M板小孔飘入板间，初速度可视为零。每当A进入板间，两板的电势差变为U，粒子得到加速，当A离开N板时，两板的电荷量均立即变为零。两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场，A在磁场作用下做半径为R的圆周运动，R远大于板间距离。A经电场多次加速，动能不断增大，为使R保持不变，磁场必须相应地变化。不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应。求： (1)A运动第1周时磁场的磁感应强度B1的大小； (2)在A运动第n周的时间内电场力做功的平均功率P n； (3)若有一个质量也为m、电荷量为＋kq(k为大于1的整数)的粒子B(不计重力)与A同时从M板小孔飘入板间，A、B初速度均可视为零，不计两者间的相互作用，除此之外，其他条件均不变。下图中虚线、实线分别表示A、B的运动轨迹。在B的轨迹半径远大于板间距离的前提下，请指出哪个图能定性地反映A、B的运动轨迹，并经推导说明理由。 A B C D 【解析】(1) 1 R 2mU q (2) π qU R2 nqU m (3)A 图，理由略 (1)设A经电场第1次加速后速度为v1，由动能定理得
高中物理学习材料 桑水制作 四、影响平行板电容器电容的因素 影响平行板电容器电容的因素主要考查的内容 主标题：影响平行板电容器电容的因素 副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。 关键词：平行板电容器、电容 难度：3 重要程度：5 内容： 考点剖析： 电容器在实际生产、生活中有广泛的应用，是出应用型题目的热点，复习时应注意。 电容器的电压、电荷量和电容的关系，是高考考查的知识点，应理解、弄懂。 电容器的电容C =Q /U =ΔQ /ΔU ，此式为定义式，适用于任何电容器。平行板电容器的电 容的决定式为C =4πS kd 。有关平行板电容器的Q 、E 、U 、C 的讨论要熟记两种情况： 1.若两极保持与电源相连，则两极板间电压U 不变； 2.若充电后断开电源，则带电量Q 不变。 典型例题 例1．（2014秋?乐陵市校级期中）如图所示为“探究影响平行板电容器电容的因素” 的实验装置，以下说法正确的是 （ ）
A ．A 板与静电计的指针带的是异种电荷 B ．甲图中将B 板上移，静电计的指针偏角增大 C ．乙图中将B 板左移，静电计的指针偏角不变 D ．丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针偏角减小 【解析】BD .A 板与静电计的指针带的是同种电荷，A 错误；将B 板向上平移，正对面 积减小，根据电容的决定式C =4πS kd ε得知，电容C 减小，而电容器的电量Q 不变，由电容的定义式C =Q U 分析得到，板间电势差U 增大，则静电计指针张角增大,故B 正确；乙图中将B 板左移，板间距增大，根据电容的决定式C = 4πS kd ε得知，电容C 减小，而电容器的电量Q 不变，由电容的定义式C =Q U 分析得到，板间电势差U 增大，则静电计指针张角增大,故C 错误；将电介质插入两板之间，根据电容的决定式C = 4πS kd ε得知，电容C 增大，而电容器的电量Q 不变，由电容的定义式C =Q U 分析得到，板间电势差U 减小，则静电计指针张角减小，D 正确。 例2．（2011秋?德城区校级期中）下列因素能影响平行板电容器的电容大小的是（ ） A ．两个极板间的电压 B ． 一个极板带的电荷量 C ．两个极板间的距离 D ． 两个极板的正对面积 【解析】CD ．根据C =4πS kd ε知，电容的大小与两极板的距离、正对面积有关，与两极 板间的电压以及所带的电量无关。故C 、D 正确，A 、B 错误。 例2．（2015?嘉峪关校级三模）如图所示，A 和B 为竖直放置的平行金属板，在两极板 间用绝缘线悬挂一带电小球。开始时开关S 闭合且滑动变阻器的滑动头P 在a 处，此时绝缘线向右偏离竖直方向。（电源的内阻不能忽略）下列判断正确的是（ ） A ． 小球带负电 B ． 当滑动头从a 向b 滑动时，细线的偏角θ变大 C ． 当滑动头从a 向b 滑动时，电流表中有电流，方向从上向下 D ． 当滑动头从a 向b 滑动时，电源的输出功率一定变大 【解析】C ．由图，A 板带正电，B 带负电，电容器内电场方向水平向右。细线向右偏，电场力向右，则小球带正电,故A 错误；滑动头向右移动时，R 变小，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压U =E ﹣Ir 变小，电容器电压变小，细线偏角变小，故B 错误；滑动头向右移动时，电容器电压变小，电容器放电，因A 板带正电，则流过电流表的电流方向向下，故C 正确；根据电源的输出功率与外电阻的关系：当外电阻等于内阻时，输出功率最大。外
电容器和电容典型例题 【例1】平行板电容器所带的电荷量为Q＝4×10-8C，电容器两板间的电压为U＝2V，则该电容器的电容为；如果将其放电，使其所带电荷量为原来的一半，则两板间的电压为，两板间电场强度变为原来的倍，此时平行板电容器的电容为。 【例2】如图电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上时，静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是 A、合上S，使A、B两板靠近一些 < B、合上S，使A、B正对面积错开一些 C、断开S，使A、B间距增大一些 D、断开S，使A、B正对面积错开一些 【例3】一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两板间有一个正电荷固定在P点，如图所示，以E表示两板间的场强，U表示电容器两板间的电压，W表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板向下移到图示的虚线位置则：（）（ A、U变小，E不变 B、E变小，W不变 C、U变小，W不变 D、U不变，W不变 【例4】置于真空中的两块带电的金属板，相距1cm，面积均为10cm2，带电量分别为Q1=2×10-8C，Q2=-2×10-8C，若在两板之间的中点放一个电量q=5×10-9C的点电荷，求金属板对点电荷的作用力是多大 【例5】A，B两块平行带电金属板，A板带负电，B板带正电，并与大地相连接，P为两板间一点。若将一块玻璃板插入A，B两板间，则P点电势将怎样变化。 ] 【例6】一个平行板电容器，使它每板电量从Q1=30×10-6C增加到Q2=36×10-6C时，两板间的电势差从U1=10V增加到U2=12V，这个电容器的电容量多大如要使两极电势差从10V降为U2'=6V，则每板需减少多少电量． 【例7】一平行板电容器的电容量为C，充电后与电源断开，此时板上带电量为Q，两板间电势差为U，板间场强为E．现保持间距不变使两板错开一半（图1），则下列各量的变化是：电容量C′=______，带电量Q′=______，电势差U′=______，板间场强E′______．
高中物理选修3-1电容器的电容知识点 一、电容器 1.电容器：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，贮藏电量和能量。两个导体称为电容器的两极。 2.电容器的带电量：电容器一个极板所带电量的绝对值。 3.电容器的充电、放电. 操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。 现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能。 操作：把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电。 充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加,电能转化为电场能 放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能 二、电容 1.定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值，叫做电容器的电容 C=Q/U，式中Q指每一个极板带电量的绝对值
①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量，跟电容器是否带电无关。 常用单位有微法(μF)，皮法(pF)1μF=10-6F，1pF=10-12F 2.平行板电容器的电容C：跟介电常数成正比，跟正对面积S成 正比，跟极板间的距离d成反比。 3.电容器始终接在电源上，电压不变;电容器充电后断开电源， 带电量不变。 (一)预习 学习的第一个环节是预习。有的同学不注重听课前的这一环节，会说我在初中从来就没有这个习惯。这里我们需要注意，高中物理 与初中有所不同，无论是从课程要求的程度，还是课堂的容量上， 都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。 在每次上课前，抽出一段时间(没有时间的限制，长则20分钟，短则课前的5、6分钟，重要的是过程。)将知识预先浏览一下，一 则可以帮助我们熟悉课上所要学习的知识，做好上课的知识准备和 心理准备;二则可以使我们明确课堂的重点，找出自己理解上的难点，从而做到有的放矢地去听课，有的同学感到听课十分吃力，原因就 在于此。 (二)上课 (1)主动听课. 听课可分成三种类型：即主动型、自觉型和强制型。主动型就是能够根据老师讲课的程序主动自觉地思考，在理解基础知识的基础上，对难点和重点进行推理性的思维和接受;自觉型则是能对老师讲 课的程序进行思考，能基本接受讲解的内容和基础知识，对难点和 重点一般不能进行自觉推理思维，要在老师的指导下才能完成这一 过程;而强制型则是指在课堂学习中，思维迟缓，推理滞留，必须在 老师的不断指导启发下才能完成学习任务。如果属于强制型，那要 试着改变自己，由强制型变为自觉型;如果是自觉型，还要加强主动
平行板电容器动态分析问题 【知识归纳】 题型1：电容器的两类动态变化过程分析 一、主要的理论论据 (1)平行板电容器的电容C与板距d、正对面积S、介质介电常数ε间的关系C=εS/4kπd ， (2)平行板电容器内部是匀强电场,所以场强 E=U/d， (3)电容器所带电荷量Q=CU， (4)由以上三式得E=4kπQ/εS ,该式常用于Q保持不变的情况中。 二、电容器的动态分析的两种情况 (1)定电压问题：平行板电容器充电后,继续与电源的两极相连,因此两极板间的电压不变,当电容器的d、S、ε变化时,将引起电容器的C、Q、E的变化。(U不变) C= Q= E= (2)定电量问题：平行板电容器充电后,切断与电源的连接,因此电容器带电荷量Q不变,当电容器的d、S、ε变化时,将引起电容器的C、U、E变化。(Q不变) C= U= E= 【典例分析】 【例1】一平行板电容器，证明两极板间电场强度E只与极板所带的电荷量Q、极板间电介质的介电常数为ε及极板面积S有关，与两极板间的距离d无关。 【例2】平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大两板间距d，则板间电势差U、电容器所带电量Q，板间场强E各如何改变？（可以认为稳定时电源两极间电压不变，电容器两极板与电源两极相连接，电容器两极板电势差U也不变）。 【例3】平行板电容器充电后，断开电容器的两极板与电源连接，在这种情况下，如增大两板间距d，则板间电势差U、电容器所带电量Q，板间场强E各如何改变？ （开关断开，电容器下面极板电量不能移动到其他地方，下极板电量不会变化，电容器两极板带等量异种电荷，上面极板电量也不会变化，电容器电量Q不会变化）。 归纳总结： （1）在分析电容器动态平衡问题时，先弄清楚不变量，再讨论其他量的变化。 若电容器与电源相连，则不变；
高中物理学习材料 金戈铁骑整理制作 第一章 第八节电容器的电容 同步习题 （附详解答案） 1.一个平行板电容器，它的电容 ( ) A ．跟正对面积成正比，跟两板间的距离成正比 B ．跟正对面积成正比，跟两板间的距离成反比 C ．跟正对面积成反比，跟两板间的距离成正比 D ．跟正对面积成反比，跟两板间的距离成反比 答案：B 2．(2009·河南宝丰一中高二检测)以下说法正确的是 ( ) A ．由E ＝F q 可知电场中某点的电场强度E 与F 成正比 B ．由公式φ＝E p q 可知电场中某点的电势φ与q 成反比 C ．由U ab ＝Ed 可知，匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大，则两点间的电势差也越大 D ．公式C ＝Q /U ，电容器的电容大小C 与电容器两极板间电势差U 无关 答案：D 3．如图所示，当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动．如果测出了电容的变化，就能知道物体位移的变化．若电容器的电容变大，则物体的位移可能的变化是 ( ) A ．加速向右移动 B ．加速向左移动 C ．减速向右移动 D ．减速向左移动 答案：BD 解析：本题由于相对介电常数ε发生变化而引起电容器的电容C 的变化，根据C ＝εS 4πkd 可知：当电容C 变大时，ε应该增大，电介质板应向左移动，所以答案B 与D 正确． 点评：本题考查相对介电常数ε对平行板电容器电容的影响．电介质板插入电容器板间的部分越多，相对介电常数ε越大，电容C 越大，故只有电介质板移动的方向会影响ε的大小，而与加速、减速无关． 4．如图所示，平行板电容器C 和电阻组成电路，当增大电容器极板间的距离时，则( ) A ．在回路中有从a 经R 流向b 的电流
高中物理选修3-1电容器的电容知识点归纳 电容器的电容这一内容在高中物理选修3-1课本中出现，有哪些知识点需要记住的呢?下面是小编给大家带来的高中物理选修3-1电容器的电容知识点，希望对你有帮助。 高中物理选修3-1电容器的电容知识点一、电容器 1. 电容器：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，贮藏电量和能量。两个导体称为电容器的两极。 2. 电容器的带电量：电容器一个极板所带电量的绝对值。 3. 电容器的充电、放电. 操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。 现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能。 操作：把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电。 充电带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能 放电带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能
二、电容 1. 定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值，叫做电容器的电容 C=Q/U，式中Q指每一个极板带电量的绝对值 ①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量，跟电容器是否带电无关。 ②电容的单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。 常用单位有微法(F)，皮法(pF) 1F = 10-6F，1 pF =10-12F 2. 平行板电容器的电容C：跟介电常数成正比，跟正对面积S 成正比，跟极板间的距离d成反比。 是电介质的介电常数，k是静电力常量;空气的介电常数最小。 3. 电容器始终接在电源上，电压不变;电容器充电后断开电源，带电量不变。 第9节带电粒子在电场中的运动 研究带电粒子在电场中的运动要注意以下三点： 1. 带电粒子受力特点。 2. 结合带电粒子的受力和初速度分析其运动性质。 3. 注意选取合适的方法解决带电粒子的运动问题。 一、带电粒子在电场中的加速 例1：在真空中有一对带电平行金属板，板间电势差为U，若一个质量为m，带正电电荷量为q的粒子，在静电力的作用下由静止
高二物理电容器教案 凡事预则立，不预则废。学习物理需要讲究方法和技巧，下面我为你整理了，希望对你有帮助。 物理电容器教案 【教学目标】 1、知识与技能 ⑴知道电容器的概念;了解常见电容器的外形、结构和符号 ⑵理解电容的意义，知道其单位，并会用电容定义式进行计算 ⑶了解影响平行板电容器电容的相关因素及其电容的决定式。 2、过程与方法 通过实验与观察，了解电容器的构造和特点，知道电容器的基本作用是储存电荷。通过类比法理解电容器的电容概念。 3、情感态度与价值观 渗透事物的本质是有自身的因素即内因决定，不由外因决定的观点。教学重难点 【教学重点】电容的概念 【教学难点】电容的引入与理解;研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究。 教学过程 【教学过程】 新课引入：感知电容器，电容器在我们当今生活中随处可见，如电脑、
电视机、收音机等几乎所有用电器中都有电容器。以老师手上的电脑主板为例，看看哪些是电容器。 (一) 电容器的结构 1、构造：实际上，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体都可以看成一个电容器。 问题讨论： 2、充电、放电 演示：连接课本29页的电路 现象观察：当接a时，G偏转 当接b时，G反偏转 充电时，带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电场能增加。 放电时，带电量Q减少,板间电压U减小,板间场强E减小, 电场能减小。 (二) 电容 提出问题1：既然电容器是用来储存电荷的，而不同电容器容纳电荷的本领是不同的，我们应该用一个物理量表示电容器容纳电荷的能力，这应是一个怎样的物理量呢? 定性分析：对一个电容器来说，其储电能力应该是一定的，我们找到的这个物理量对这个电容器来说也应该是不变的。 对电容概念的总结： 1、定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值
一、电容器 1.电容器：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，贮藏电量和能量。两个导体称为电容器的两极。 2.电容器的带电量：电容器一个极板所带电量的绝对值。 3.电容器的充电、放电. 操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。 现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能。 操作：把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电。 充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加,电能转化为电场能 放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能 二、电容 1.定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值，叫做电容器的电容 C=Q/U，式中Q指每一个极板带电量的绝对值 ①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量，跟电容器是否带电无关。
②电容的单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。 常用单位有微法(μF)，皮法(pF)1μF=10-6F，1pF=10-12F 2.平行板电容器的电容C：跟介电常数成正比，跟正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比。 3.电容器始终接在电源上，电压不变;电容器充电后断开电源，带电量不变。 高中物理学习方法 (一)预习 学习的第一个环节是预习。有的同学不注重听课前的这一环节，会说我在初中从来就没有这个习惯。这里我们需要注意，高中物理与初中有所不同，无论是从课程要求的程度，还是课堂的容量上，都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。 在每次上课前，抽出一段时间(没有时间的限制，长则20分钟，短则课前的5、6分钟，重要的是过程。)将知识预先浏览一下，一则可以帮助我们熟悉课上所要学习的知识，做好上课的知识准备和心理准备;二则可以使我们明确课堂的重点，找出自己理解上的难点，从而做到有的放矢地去听课，有的同学感到听课十分吃力，原因就在于此。 另外，还有更重要的一点就是预习可以培养锻炼我们的自学能力和思考能力(要知道以后进入大学深造或走上工作岗位，这些可是极其重要的)。应该逐渐养成预习的良好习惯。 (二)上课
带电粒子在平行板电容器中的运动 满分: 班级：_________ 姓名：_________ 考号：_________ 一、单选题（共1小题） 1．如图所示，电子在电势差为的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为 的两块平行极板间的偏转电场中，在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是（） A．变大，变大B．变小，变大 C．变大，变小D．变小，变小 二、多选题（共1小题） 2．如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷，一带电微粒水平射 入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么（） A．微粒从M点运动到N点动能一定增加 B．微粒从M点运动到N点电势能一定增加 C．微粒从M点运动到N点机械能可能增加 D．若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷
三、计算题（共3小题） 3.如图甲所示，水平放置的平行金属板A和B的距离为d，它们的右端放着垂直于金属板的 靶MN，现在A．B板上加上如图乙所示的方波形电压，电压的正向值为，反向电压值为，且每隔变向1次。现将质量为m的带正电，且电荷量为q的粒子束从AB的中点 O以平行于金属板的方向射入，设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A．B间的飞行 时间均为T。不计重力的影响，试问： （1）定性分析在时刻从O点进入的粒子，在垂直于金属板的方向上的运动情况。（2）在距靶MN的中心点多远的范围内有粒子击中？ （3）要使粒子能全部打在靶MN上，电压的数值应满足什么条件？（写出、、、、的关系即可） 4.如图所示，四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖直平面内，圆弧轨道的圆心为O，半径为R；P点离地高度也为R，传送带PC之间的距离为L，沿逆时 针方向的传动，传送带速度V=，在PO的左侧空间存在方向竖直向下的匀强电 场．一质量为m、电荷量为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑，恰好运动到 C端后返回．物体与传送带间的动摩擦因数为μ，不计物体经过轨道与传送带连接处P时的 机械能损失，重力加速度为g．求： （1）物体由P点运动到C点过程，克服摩擦力做功； （2）匀强电场的场强E为多大； （3）物体返回到圆弧轨道P点，物体对圆弧轨道的压力大小．